Question

Pequenas quantidades de hidrogênio gasoso podem ser preparadas pela seguinte reação: Zn (s) + H2SO4 (aq) ZnSO4 (aq) + H2 (g) Quantos gramas de H2 podem ser preparados a partir de 25,0 mL de H2SO4 6,00 mol/L e excesso de zinco?​

Answer 1

Como constatado através dos cálculos abaixo; poderão ser produzidos aproximadamente 0,3g de gás hidrogênio (H₂) a partir do ácido sulfúrico presente em 25 ml de solução.

Explicação:

Primeiramente determinaremos a quantidade total de hidrogênio molecular (H₂) produzido pela referida reação, sendo que para isto necessitaremos das massas moleculares dos elementos que a constituem:

$\boxed{{Zn (s) + H_{2}SO_{4} (aq) \rightarrow ZnSO_{4} (aq) + H_{2} (g)}}$

Massas molares:

$\boxed{ {Zinco(Zn): \: 65,5g/mol \: }}$

$\boxed{{Hidrog\hat{e}nio(H): \: 1g/mol \:}}$

$\boxed{ {Enxofre (S): \: 32g/mol \: }}$

$\boxed{{Oxig\hat{e}nio(O): \: 16g/mol \: }}$

Massas moleculares dos reagentes:

(Multiplique as massas molares dos elementos constituintes das moléculas pelas suas respectivas atomicidades.)

• Ácido sulfúrico (H₂SO₄):

$\large\boxed{\begin{array}{l}H_{2}SO_{4} \: = (1 \times 2) + (32 \times 1) + (16 \times 4) \\ H_{2}SO_{4} \: = \boxed{ \boxed{\bf 98g/mol.}} \end{array}}$

• Zinco (Zn):

$\boxed{ {Zn = \: 65,5g/mol \: }}$

Massas moleculares dos produtos:

• Sulfato de zinco (ZnSO₄):

$\large\boxed{\begin{array}{l}ZnSO_{4} \: = (65{,}5 \times 1) + (32 \times 1) + (16 \times 4) \\ ZnSO_{4} \: =\boxed{ \boxed{\bf 97{,}5g/mol.}} \end{array}}$

• Hidrogênio molecular (H₂):

$\large\boxed{\begin{array}{l}H_{2} \: = (1 \times 2) \\H_{2} \: = \boxed{ \boxed{\bf 2g/mol.}} \end{array}}$

• Como verificado através da equação química e dos valores das massas molares apresentadas; (98g) de ácido sulfúrico (H₂SO₄), reagem com 65,5g de zinco (Zn), gerando 97,5g de sulfato de zinco e 2g de hidrogênio molecular.

• Agora daremos seguimento ao cálculo descobrindo quantos mols de ácido sulfúrico existem em 25ml (0,025L) de uma solução com concentração igual a: 6 mols/L:

$1.000ml \: (1l) \: \rightarrow \: 6 \: mols \\ 25ml \: (0,025l) \: \rightarrow \: X \\ X \: = \: 25 \times 6 \div 1.000 \\ X = 0,15 \: mols$

• Se a partir de 1 mol de H₂SO₄ conseguimos produzir 2g de hidrogênio, quanto conseguiremos produzir tendo como base para a reação 0,15 mols desta mesma substância?

$1 \: mol\: \rightarrow \: 2g \\ 0,15mols \: \rightarrow \: Y \\ Y \: = 0,15 \: \times 2 \div 1 \\ Y \: = \boxed{ \boxed{\bf 0,3g}}$

Bons estudos. :)